建筑結構設計中BIM技術的應用研究

陳化曉

（河南省城鄉(xiāng)規(guī)劃設計研究總院股份有限公司，河南鄭州 454000）

0 引言

為了保證施工過程中建筑的質量并且滿足人們的物質需求。從而對設計環(huán)節(jié)進行各方面的優(yōu)化。基于以上要求，通過采用高新技術，從而為建筑設計過程提供技術支持。BIM技術在我國的建筑設計過程中發(fā)揮著重要的作用，在設計過程中可以對相關數(shù)據(jù)進行動態(tài)的監(jiān)測、模型構造、可持續(xù)設計方案等，促進了工作人員在進行結構設計過程中順利開展設計工作，并且可以提高設計方案的準確性和可靠性，通過BIM技術的三維建模和可視化技術，可以對設計方案進行檢查從而發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。

1 建筑工程結構設計中BIM技術的概念分析及發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 分析BIM技術的含義

BIM的全稱是建筑信息模型，由此可見，該技術是針對信息處理應運而生的軟件工具。可以及時改進圖紙的不足，避免在施工過程中發(fā)現(xiàn)失誤造成施工過程的重復性，有助于降低人工成本并且提高工作效率。

1.2 BIM技術的發(fā)展的狀況

BIM技術在我國的建筑領域當中已經(jīng)發(fā)揮著重要的作用，具有良好的優(yōu)越性。但是隨著建筑活動的不斷開展，該技術也存在一定的漏洞。例如由于多家企業(yè)之間使用的建筑模型數(shù)據(jù)不統(tǒng)一，各企業(yè)也沒有統(tǒng)一的標準，就會導致施工過程中模型的重復和浪費。另一方面，BIM技術在我國沒有達到全面化，不少設計人員對該技術的認識存在片面性，沒有進行深入了解和應用。總之，通俗來說BIM就是一項設計理念，需要個企業(yè)進行建筑模型的統(tǒng)一才可以促進建筑設計過程中的良好發(fā)展，但是目前我國的建筑模型的統(tǒng)一存在一定的困難，各環(huán)節(jié)之間沒有明確的模型交互數(shù)據(jù)，從而不利于施工效率的提高反而會延誤工期。

2 BIM技術特點

2.1 可視化

BIM的可視化是指可以通過相關的建筑數(shù)據(jù)來進行模型的建立，可以及時看到構建之間的聯(lián)系。通過建筑模型可以促進相關團隊進行探討工作從而滿足自身要求，促進團隊之間的交流和反饋，從而促進施工工作的順利展開。BIM技術與傳統(tǒng)的建筑項目構造相比更加全面地對各方數(shù)據(jù)展開調查工作并且取得的結果具有廣泛性和深遠性。比如在進行人防分區(qū)設計和管道設計以及其他設計布置等的協(xié)調工作。

2.2 優(yōu)化性

BIM技術可以對大量的信息進行整合并且提供相關的數(shù)據(jù)，比如說形狀、位置的幾何、物理、建筑規(guī)格信息等。通過這些資源來參與到設計過程中，促進設計方案的優(yōu)化。通過數(shù)據(jù)資源信息來對建筑結構設計過程中的一些復雜數(shù)據(jù)進行快速的處理，工作量得到大量的銳減，從而提高工作效率。BIM技術可以對相關數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計計算，比如說加入一些價格因素就能計算造價。通過檢測可以發(fā)現(xiàn)設計結構中的錯誤進行及時糾正，如果在施工中發(fā)現(xiàn)問題，更可以通過模型來直接解決。傳統(tǒng)圖紙進行修改時，若更改其中一個組件就會產(chǎn)生全面的變動增加設計人員的工作量，但是通過使用BIM技術，對待需要修改的參數(shù)進行更改其他相關信息也會更改，從而提高工作效率。

2.3 模擬性

在設計過程中，對相關的建筑信息進行提取工作，然后利用BIM把各項性能進行建筑模擬。比如說日照模擬、緊急疏散模擬、投招標模擬、性能模擬等等。模擬性可以在施工過程中發(fā)現(xiàn)問題及時調整提高效率；并且使用3D模型在施工過程中可以進行實施管理以及進行造價的控制，促進管理的合理性。

3 BIM技術在建筑工程結構設計中的應用分析

3.1 BIM技術在結構施工圖設計中的應用

通過利用BIM來對相關建筑項目進行建模工作，大致流程如下：首先要確立新項目，然后是軸網(wǎng)進行建立，樓層的標高和相關數(shù)據(jù)要進行設定，結構柱也要及時地進行規(guī)定，然后就是混凝土梁和混凝土樓板進行規(guī)定，最后是基礎性的改進，就完成了建模工作。通過以某三層別墅的建模為例，來對BIM技術進行深刻的理解，該別墅的整體采用的是混凝土框架構造結構，基礎部分進行獨立的設計，借助技術來充分實現(xiàn)主體的建模和建構分析對各專業(yè)進行協(xié)調。BIM模型使用的方式方法，對別墅的所需基礎、梁、板、柱等構建并且借助參數(shù)來對該部分進行施工圖的建立，通過設計師來依據(jù)相關經(jīng)驗進行構建的建造過程，在進行建構的過程中一定要選取合適的參考文件和規(guī)范圖集進行制作從而完成別墅的構建工作。通過參數(shù)和標簽的共享可以方便建筑結構圖構建，從而進行信息參數(shù)的共享。某處信息改變，其他相關信息位置就會發(fā)生改變，保障這種數(shù)據(jù)一致性，避免在設計過程中產(chǎn)生誤差。在進行相關結構模型和族文件的編制過程中，可采取相關的梁板柱來進行施工，從而保證圖紙和CAD所示圖形一致。

3.2 強化建筑基礎設計

在進行建筑基礎設計過程中，準備工作的開展主要是建筑框架梁柱和填柱墻之間的聯(lián)系進行相關處理，從而為建筑打下良好的基礎。建筑的設計工作在整個建筑施工過程中具有重要地位，前期工作的基礎一定要扎實否則會使后期出現(xiàn)質量問題。針對以上現(xiàn)象，設計工作人員在前期要進行系統(tǒng)調查從而對方案及時整改，利用相關技術來對模型進行構造，然后對相關數(shù)據(jù)觀察使了解設計方案存在的一些不足進行及時的優(yōu)化。針對本次施工，設計人員要做好自身工作，利用好BIM技術便可以節(jié)省人員的時間和精力，促進建筑施工的高質量。另外，在設計過程中避免出現(xiàn)交叉施工，容易造成施工過程中出現(xiàn)矛盾，從而造成工期的拖延現(xiàn)象。但是利用BIM技術就可以對整個工程進行仿真模擬，從而對交叉施工進行相關的分析采取相關的施工方案，促進施工的順利開展。

3.3 關于埋件布置

面對一些裝配式建筑設計，要對埋件進行預處理并且按照嚴格的規(guī)則來進行拆分細化。通過相關的經(jīng)驗來保證埋線布置的合理性，通過對內在預設埋件進行內嵌組來進行鋼筋吊環(huán)的設計，促進相關設備的科學性。需要結合一定的現(xiàn)實情況，進行埋線布置的設計合理性，還調整鋼板的相關數(shù)據(jù)，從而和預制的墻柱以及柱連接高度進行科學的調整。在相關參數(shù)的布局過程中，要對墻板連接件的高度進行相關基礎性設置。對于梁結構的吊鉤可以采取平移或者調用的方式來進行處理，從而有利于獲取相關準確參數(shù)，便于施工人員進行工作。

3.4 關于鋼筋的設計

在進行鋼筋設計過程中，通過采用配裝式建筑設計過程的基本原則來開展拆分工作，從而保障工作的順利運行需要對鋼筋布置的主要流程進行及時調整。通過對鋼筋有關信息數(shù)據(jù)的獲取可以科學利用二次開發(fā)程序，再結合相關的規(guī)則完成鋼筋布置環(huán)境。鋼筋布置的基本原則如下：①需要對梁跨進行后段的優(yōu)化工作，并且對長度進行一定的預留，從而保證安裝工作的順利進行；②在進行梁端的選擇方面要對箍筋進行區(qū)間的加密工作，加密范圍進行確認后，就可以產(chǎn)生非加密區(qū)，有利于獲取相關信息來進行箍筋具體位置運算；③最后采用BIM技術來對梁縱筋和箍筋吸取相關的數(shù)據(jù)來進行創(chuàng)立，從而為建筑模型奠定基礎。

3.5 關于拆分設計

在圖紙的施工階段，BIM模型對建筑整體具有較強的整體性。在進行設計工作中，應按照設計的要求來進行相關模型構建的拆分工作，拆分完成后可以依照圖紙進行二次加工。依據(jù)BIM技術，可以對構建的拆分環(huán)節(jié)進行相關的生產(chǎn)和設計工作，拆分時要遵循一定的原則，從而減少構件的種類。在構建過程中建筑施工現(xiàn)場裝配過程中，了解一定的基礎知識可以促進模型的更加細化和科學性。對待整體結構的拆分可以為相關構件連接以及預設構件配筋設計創(chuàng)造機遇。采用三維BIM技術來進行拆分工作，可以使構建連接可視化清楚明白地展現(xiàn)，可以及時查看設計中的不足，從而及時改進提高設計能力。

4 結語

BIM技術屬于一種信息處理技術，可以對視圖數(shù)據(jù)進行準確的分析，從而完成建筑項目的周期性工作。在進行數(shù)據(jù)共享的過程中，可以提升團隊的溝通能力和協(xié)調能力，在設計中及時提出問題并且發(fā)現(xiàn)問題反饋相關問題進行數(shù)據(jù)改進。通過BIM在建筑設計工作的應用，可以提高其設計效率和增強其生產(chǎn)效果，從而保證建筑質量的提高并且促進建筑行業(yè)的發(fā)展，為企業(yè)提供社會效益、經(jīng)濟效益、環(huán)境效益。